TiO2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15--30 am(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂.用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性.实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好.当催化剂用量为0.6 g·L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg·L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%.     

纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基橙

以TiCl_4、氨水及双氧水为主要原料,通过水解法制备出纳米TiO_2光催化剂。采用SEM分析手段对制备的TiO_2颗粒进行了表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,TiO_2为催化剂,在紫外光照条件下考察了TiO_2投加量、甲基橙初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复利用次数对甲基橙光催化降解效率的影响。实验结果表明:TiO_2最佳的投加质量浓度为0.20 g/L;光催化反应4 h后,甲基橙的降解率可达95.67%;酸性条件有助于甲基橙的去除;TiO_2光催化剂在重复使用5次之后仍能保持较高的催化活性,甲基橙的降解率为90.35%。     

TiO_2薄膜降解甲基橙动力学研究

采用450 W汞灯做光源,对TiO2薄膜光催化氧化甲基橙进行动力学研究。结果显示：TiO2薄膜光催化氧化甲基橙的动力学可用Langmuir-Hinshelwood（L-H）方程描述。甲基橙初始浓度≤20 mg/L时,TiO2薄膜光催化氧化甲基橙表现为一级反应;甲基橙初始浓度≥24 mg/L时,则表现为零级反应。     

甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛，对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理，探讨了pH的影响和添加Fe^3 的效果及反应动力学方程。结果表明，采用UV／O3／TiO2工艺对其进行处理，pH4—5时，10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84％，脱色率达96％以上。添加Fe^3 ，对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明，CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

H3PW12O40-TiO2/膨润土光催化降解甲基橙的催化性能

通过溶胶凝胶制得H3PW12O40-Ti（OH）4凝胶,并柱撑于膨润土层间制备了复合光催化剂H3PW12O40-TiO2/膨润土。由XRD、SEM、EDS对制备的复合光催化剂进行表征测试表明,固载的H3PW12O40-TiO2使膨润土层状结构发生明显变化,柱撑体H3PW12O40-TiO2呈弥散状态,且TiO2为锐钛结构,催化剂为颗粒粒径大小不一、分布松散的复合材料。对甲基橙的H3PW12O40-TiO2/膨润土光催化降解应用表明,掺杂的杂多酸使所制备的复合催化剂光催化活性得到了极大提高,在光催化体系下有较广的pH适应范围,且制备的催化剂具有良好的催化稳定性。在表征分析及应用实验的基础上,提出了H3PW12O40-TiO2/膨润土的强化催化作用原理。     

Ag-TiO2复合膜的制备及光催化性能

以载玻片为载体,用溶胶-凝胶法制备了含银量为1．0％的Ag—TiO2复合膜,并且考察了复合膜光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明：复合膜焙烧温度为450℃时催化活性最好,TiO2呈锐钛型,Ag—TiO2复合膜光催化性能是TiO2膜的2．25倍;低pH值时复合膜催化活性较好,当甲基橙浓度≤10mg／L时,光催化脱色反应为准一级反应,而且可以用Langmuir—Hinshelwood方程描述。复合膜使用15小时催化活性没有降低。     

TiO_2:Eu~(3+)空心球的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯、氧化铕等为原料,采用碳球模板法,合成不同物质的量浓度Eu3+掺杂的TiO2:Eu3+(n(Eu3+)/n(Ti 4+)=0.25%~1%)空心球材料。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等测试手段,对样品的结构、形貌和组成进行表征。并利用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计,通过催化染料甲基橙(MO,pH=3)脱色降解实验研究空心球的光催化性能。结果表明:以碳球模板法制备的TiO2:Eu3+为空心球结构,尺寸均匀(200~300nm),为锐钛矿相,适量Eu3+的掺杂并没有改变TiO2主晶相结构。当Eu3+掺杂量为0.5%时,光催化性能最好。光催化反应多次循环后,催化剂仍具有较好的结构稳定性和光催化稳定性。     

TiO2／Mg（OH）2复合材料对有机污水中甲基橙的光催化降解动力学的研究

采用溶胶一凝胶法制备了纳米TiO2,并以TiO2和镁盐溶液为前驱物用氨气鼓泡法制得了TiO2／Mg（OH）2复合材料．利用氢氧化镁在水溶液中较强的吸附能力和TiO2对有机物的催化降解作用,研究TiO2／Mg（OH）2复合材料对有机污水中的甲基橙暗反应吸附规律和光反应催化降解性能．结果表明：当Ti02／Mg（OH）2加入量为1g·L^-1。时,在可见光下照射180min后,对有机污水中含20mg·L^-1的甲基橙的降解率达到98．00％,同时在同等条件下选用国家标准（30mg·L^-1亚甲基蓝溶液）作为参照时,降解率可达99．20％．TiO2／Mg（OH）2复合材料对污水中甲基橙的催化降解反应较好地符合Langmuir动力学模型,可用一级反应动力学方程进行描述．     

TiO_2-Pt同轴纳米管制备及光催化性能研究

该文利用毛细管作用和还原气氛处理相结合的方法,以TiO2纳米颗粒为原料制备了贵金属Pt纳米颗粒填充的TiO2-Pt同轴纳米管复合材料,并对其形貌和结构进行了表征。然后在紫外光源的照射下对甲基橙进行光催化降解实验,光催化实验结果表明该复合纳米材料具有比TiO2纳米颗粒更高的光催化降解甲基橙的催化活性。     

稀土修饰TiO2光催化降解甲基橙反应机理

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征,以紫外灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现:掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明了掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce最佳浓度是2.0mol%.光催化降解反应机理可能有两种途径,一种途径是掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理,另一种途径是光敏剂与掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理.     

TiO2光催化剂的制备及其降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法在不同条下制备出了纳米二氧化钛光催化剂,通过正交实验优化出了光催化剂的最佳制备条件,并研究了不同因素对甲基橙脱色率的影响。结果表明,不同pH值下,TiO2对甲基橙的脱色率影响不大;随着甲基橙初始浓度的增加脱色率下降;试验条件下TiO2的最佳投加量为0.1g/L。     

Cu2O薄膜的制备及其光（电）催化降解甲基橙性能研究

采用循环伏安法,在1mol／L的KOH溶液中控制电位-1000mV--450mV（V8SEC）之间以1mV／s的速度扫描,在铜片基体上生成Ca2O薄膜。采用阴极电沉积法,以0．1moL／L的CH3COONa和0．02moL／L的（CH3COO）2Cu溶液作为电解液,控制恒电位-245mV（vs SEC）、室温条件下电沉积2h-3h在石墨板上制得Cu2O薄膜。分别用两种方法制得的薄膜催化剂对甲基橙溶液进行了光催化及光电催化降解。实验表明：铜片基体上膜的降解效果稍好于石墨基体上的膜;当加偏压后,偏压越大降解率越高。在反应器中,两种不同基体制备的薄膜,其光电催化降解甲基橙的降解率均可迭70％．     

悬浮TiO2-Ti电极体系中光电催化降解甲基橙

研究了在不同浓度的NaCl电解质溶液中,悬浮TiO2-钛电极体系的光电催化降解效率。当降解时间达到60min时,单独光催化降解甲基橙的降解率为50．7％;在10V电压下进行光电催化反应,以0．5mol／LNaCl为电解质时,可使甲基橙降解率达到98．9％。光电催化法对甲基橙的降解率明显高于光催化法和电降解法,电降解和光催化降解之间存在着协同效应,且降解效率随着外加电压和NaCl溶液浓度的增大而提高．     

掺锑二氧化锡电极光电催化降解甲基橙的研究

以无机金属盐SnCl4·5H2O和SbCl3为原料,采用溶胶一凝胶提拉法制备得到光电催化性能良好的掺锑二氧化锡薄膜电极。以该电极为工作电极,气体扩散电极为对电极,250W高压汞灯（365nm）为侧光源,对甲基橙的光电催化降解进行了研究。结果表明,该电极具有四方形的金红石结构,在外电压为2．0V,pH值为3,涂覆层数为5层的条件下对初始浓度为20mg／L的甲基橙溶液光照60min,降解率达100％．     

Cu2O/Cu2S 复合材料制备及可见光催化降解甲基橙的研究

通过水热法制备Cu₂O/Cu₂S 复合材料对甲基橙(MO) 进行光催化降解实验。在Cu₂O 中引入S 元素, 通过 改变Cu/S 投加摩尔比, 从而得到不同Cu/S 的复合材料。利用XRD、SEM、UV-vis、EIS 等手段对材料进行表征, 并 对MO 进行光催化降解实验。XRD 结果表明, 随着S 含量的增多, Cu₂S 的衍射强度逐渐上升, Cu₂O 的f111g 晶面 衍射强度逐渐降低。SEM 结果表明Cu₂S 能较好地包覆在Cu₂O 八面体的表面。通过UV-vis 和EIS 结果计算得知, 复合材料带隙为1.49 eV, 电荷转移电阻大幅降低。降解实验结果表明复合材料最佳Cu/S 投加摩尔比为15 : 1, 其在 100 min 时对MO (100 mL, 10 mg/L) 降解率达到91.4%, 明显高于纯Cu₂O 对于MO 的降解率(60.3%)。猝灭实验表 明了?OH 和 ?O₂ ^-在光催化过程中起到主要作用。     

玻璃表面TiO2薄膜对附着油酸的光催化分解

选用油酸作为光催化降解物质,采用的ＴｉＯ２膜是以钛酸丁脂为原料,在玻璃表面上用溶液－凝胶的方法镀制而成。利用毛细管粘度计、激光椭圆偏振光测厚仪、分光光度计和高效液相色谱仪研究了镀膜层数、热处理制度对附着油酸光催化分解的影响,得出了制膜的最适宜粘度和旋转转数,光催化降解油酸的最佳镀膜层数、薄膜热处理温度等参数。     

Co掺杂锐钛矿型TiO2可见光催化特性机理研究

基于密度泛函理论的平面波超软赝势,利用第一性原理对锐钛矿型TiO2及Co掺杂体系进行了电子结构和光学特性的模拟计算.结果显示,掺Co:TiO2的带隙降至1.55eV,新杂质能级的出现增强了光催化活性,电子发生跃迁的光波极限波长为800.5nm,相对介电函数虚部整体向低能方向移动,光吸收波长阈值为452.9nm.由此可见,Co掺杂锐钛矿TiO2后,确实改善了其光催化活性,并使受激波长范围由紫外红移至可见光区.